三分钟了解最新CAN FD协议

来源:电子发烧友网 作者:ZLG致远电子2017年02月22日 17:44
[导读] CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)协议继承了CAN总线的主要特性,提高了CAN总线的网络通信带宽,改善了错误帧漏检率,同时可以保持网络系统大部分软硬件特别是物理层不变。这种相似性使ECU供应商不需要对ECU的软件部分做大规模修改即可升级汽车通信网络。

对于中国制造2025与汽车产业发展方向,新能源和智能化一直是人们讨论的两个主题。在汽车智能化的过程中,CAN FD协议由于其优越的性能受到了大家广泛的关注,本文将和大家一起来了解CAN FD协议。

当今社会,汽车已经成为了我们生活中不可缺少的一部分,人们希望汽车不仅仅是一种代步工具,更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸。在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样,可以打电话、上网、娱乐、工作。

因此,汽车制造商为了提高产品竞争力,将越来越多功能集成到了汽车上。ECU(电子控制单元)大量地增加使总线负载率急剧增大,传统的CAN总线越来越显得力不从心。因此,CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)协议诞生了。

它继承了CAN总线的主要特性,提高了CAN总线的网络通信带宽,改善了错误帧漏检率,同时可以保持网络系统大部分软硬件特别是物理层不变。这种相似性使ECU供应商不需要对ECU的软件部分做大规模修改即可升级汽车通信网络。

一、CAN FD做出的改进

CAN FD采用了两种方式来提高通信的效率:一种方式为缩短位时间提高位速率;另一种方式为加长数据场长度减少报文数量降低总线负载率。在CRC校验段采用了三种多项式来保证高速通讯下的数据可靠性。

(1)可变速率(CAN with Flexible Data-Rate)

从控制场中的BRS位到ACK场之前(含CRC分界符)为可变速率,其余部分为原CAN总线用的速率。两种速率各有一套位时间定义寄存器,它们除了采用不同的位时间单位TQ外,位时间各段的分配比例也可不同。

(2)新的数据场长度

CAN FD对数据场的长度作了很大的扩充,DLC最大支持64个字节,在DLC小于等于8时与原CAN总线是一样的,大于8时则有一个非线性的增长,最大的数据场长度可达64字节。如下所示为DLC数值与字节数的非线性对应关系。

(3)CRC校验场

在CANFD 协议标准化的过程中,通信的可靠性也得到了提高。由于DLCs的长度不同,在DLC大于8个字节时,CAN FD选择了两种新的BCH型CRC多项式。

二、CAN FD 帧结构分析

(1) CAN FD 数据帧在帧起始(SOF)和仲裁段(ArbitraTIon Field)

与传统CAN相比,CAN FD取消了对远程帧的支持,用RRS位替换了RTR位,为常显性。IDE位仍为标准帧和扩展帧标志位,若标准帧与扩展帧具有相同的前 11 位 ID,那么标准帧将会由于 IDE 位为 0,优先获得总线。

RRS(remote request subsTItuTIon)远程请求替换位:即传统CAN中的RTR位;

SRR (subsTItute remote request)代替远程帧请求位:SRR位为保留位,无影响;

IDE(Identifier Extension) 扩展帧标志:显性(0)=11位ID,隐性(1)=29位 ID。

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